一种无毒环保型抗菌ABS材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料
技术领域：
，特别是涉及一种抗菌abs材料及其制备方法。
背景技术：
：abs树脂是丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，是一种强度高、韧性好同时又具有优良加工性能的热塑性高分子材料，被广泛应用在汽车、家电、机械以及仪表电气行业。abs材料广泛应用在汽车配件、家电、包装以及医疗卫生等领域，但abs本身不具有抗菌性，塑料表面容易滋生细菌，当人们接触到带有细菌的abs制品后容易感染疾病，不具备抗菌性的abs材料很容易成为细菌传播的媒介，对人们的生命健康造成威胁。抗菌级abs是abs树脂与特定抗菌剂复合而成的新型材料，具有抑菌、杀菌和防霉等功能。用抗菌级abs材料生产的制品具有卫生自洁功能，与常规的化学或物理消毒方法相比，具有时效长，经济便捷等优点。抗菌级abs材料广泛应用于饮水机、食品加工设备、食品包装盒、儿童玩具、家电制品、生活日用品、冰箱板材、室内装饰板材以及医疗器械等对卫生条件要求较高的用途。抗菌级abs材料最主流的合成方法为abs树脂与塑料抗菌剂进行复合。塑料抗菌剂分为有机抗菌剂与无机抗菌剂这两大类。有机抗菌剂主要为一些具有抗菌功能的有机小分子化合物，主要包括季铵盐/季鏻盐类、胍类、卤胺类、吡啶类、咪唑类、噻吩类，有机类抗菌剂的抗菌机理主要为三种：1、破坏细菌的细胞膜或细胞壁；2、破坏细菌新陈代谢所需的酶或其他营养物质；3、破坏细菌的营养物质。在塑料中应用最广泛的是季胺盐/季鏻盐类有机抗菌剂。无机类抗菌剂主要分为金属离子型与光催化型两大类，金属离子型无机抗菌剂包括ag、hg、cu、cd、cr、ni、pb、co、zn和fe等，实际生产中最常用的是ag、cu和zn三种金属，其中ag离子的单位质量抗菌性最为优良，金属离子型抗菌剂的抗菌机理为释放带有正电荷的金属离子以杀灭细菌；光催化型无机抗菌剂主要为半导体氧化物，包括tio2、zno和fe2o3等，其中tio2由于性质稳定且对人体无毒被广泛使用，光催化型抗菌剂的抗菌机理为在光照的条件下与附近的o2和h2o发生反应，生成具有强氧化性的超氧离子自由基o2·和羟基自由基ho·，将细菌内部的有机物氧化分解，导致细菌死亡。邱虹华等人公开了一种高效抗菌abs塑料及其制备方法(公开号：cn110254014a)，其使用的抗菌剂为无机载银抗菌剂，范保林等人公开了一种长效抗菌防霉abs功能性材料及其制备方法(公开号：cn106317755a)，其使用的抗菌剂为氧化银、氧化锌无机抗菌剂与季胺盐类有机抗菌剂的复合抗菌剂。有机类抗菌剂大多数具有毒性，且复合需求量较大，较大的添加量也意味着对abs本身的机械性能以及热性能有较大影响，而且有机类抗菌剂不耐高温，容易分解失效，添加有机类抗菌剂的抗菌塑料不具有长效型。无机类抗菌剂分为离子型与光催化型两大类，离子型抗菌剂使用最广泛的是银离子抗菌剂，银离子渗出进入人体会导致银中毒，会影响男性生育能力，同时银离子还容易被还原为黑色的银单质，所以掺加银离子抗菌剂的abs塑料容易变色，影响客户的使用需求，其他类离子型抗菌剂主要包括zn、cu与fe离子抗菌剂，这几种抗菌剂单位质量抗菌性能不足，需掺加较大量才能达到较好的抗菌效果，不仅添加成本高，还会损失abs底料的机械性能与热性能；光催化型抗菌剂必须在足够的光照强度下才具有抗菌性，无法应用在一些无光照或弱光照的场合，适用面较窄。技术实现要素：(一)本发明所要解决的技术问题本发明所要解决的技术问题为提供一种无毒环保型抗菌abs材料及其制备方法，解决abs材料不具备抗菌性的问题，同时保证掺加抗菌剂的abs材料无毒环保，对人体与环境不造成危害。(二)本发明所采用的技术方案本发明涉及一种无毒环保型抗菌abs材料及其制备方法，其配方由以下重量份原料组成，abs原料：100份自制复合型抗菌剂：0.1～0.5份偶联剂：0.5～2份相容剂：1～3份抗氧化剂：0.5～1.2份所述自制复合型抗菌剂的制备方法为：按重量比5～20：0.5～3：80～200称取纳米二氧化钛粉末(5～30nm)、分散剂与去离子水，将纳米二氧化钛粉末与分散剂投入去离子水中，使用强力搅拌器搅拌使其分散均匀，所述分散剂为聚羧酸钠盐类分散剂，之后按纳米二氧化钛重量的15％称取化学纯硝酸锌或硝酸铜投入之前的二氧化钛分散液中，通过添加稀硝酸的方式将分散液的ph值调整为3.0，然后在50～85℃恒温的条件下搅拌20～60分钟，搅拌速度为150～300转/分钟，然后用滤纸过滤得到固体物，放入真空烘箱在80～150℃的条件下烘干1～5小时，最后放入马弗炉，在600℃的条件下焙烧12小时，得到自制复合型抗菌剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂中的一种，市面上有售；所述相容剂为abs树脂与马来酸酐的接枝共聚物，市面上有售；所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯重量比为1：2的混合物或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1：2的混合物。所述制备方法为首先按实验配比称取abs原料、自制复合型抗菌剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂，使用高速混合机预混5～10分钟，再置于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、冷却、切粒可得抗菌abs材料粒料，其中双螺杆挤出机的长径比最好大于40，挤出机温度设置为一区160～180℃，二区190～215℃，三区205～230℃，四区200～225℃，五区195～220℃，六区模头185～210℃，挤出停留时间为3～7分钟。技术效果1、根据中国轻工行业标准qb/t2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能试验方法和抗菌效果》规定的试验方法对制得的抗菌abs材料进行抗菌性能测试，结果显示金黄色葡萄球菌、大肠杆菌与白色念珠菌的抗菌率大于99％，属强抗菌性。试验菌种金黄色葡萄球菌大肠杆菌白色念珠菌抗菌率>99％>99％>99％2、按上述方法制得的抗菌abs材料的冲击强度、断裂伸长率以及拉伸强度的损失率<5％，抗菌abs材料相比较未进行抗菌改性的abs空白样，冲击强度、断裂伸长率以及拉伸强度达到空白样的95％以上。测试项目测试标准空白样抗菌样性能比例简支梁冲击iso179-2-19918.6018.0396.9％断裂伸长率iso527-2-201252496.0％拉伸强度iso527-2-20146.546.9100.8％具体实施方式实施例1本实施例中的无毒环保型抗菌abs材料是由下列原料按重量份组成：abs原料：100份自制复合型抗菌剂：0.1份硅烷偶联剂：0.5份相容剂：1份抗氧化剂：0.5份所述的abs原料为华锦8434；所述自制复合型抗菌剂的制备方法为：按重量比10：1.5：100称取纳米二氧化钛粉末(德固赛气相二氧化钛p25，平均粒径30nm)、分散剂与去离子水，将纳米二氧化钛粉末与分散剂投入去离子水中，使用强力搅拌器搅拌使其分散均匀，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂ht-5050(南通市晗泰化工有限公司)，之后按纳米二氧化钛重量的15％称取化学纯硝酸锌投入之前的二氧化钛分散液中，通过添加稀硝酸的方式将分散液的ph值调整为3.0，然后在70℃恒温的条件下搅拌(150转/分钟)30分钟，然后用滤纸过滤得到固体物，放入真空烘箱在100℃的条件下烘干2小时，最后放入马弗炉，在600℃的条件下焙烧12小时，得到自制复合型抗菌剂；所述的偶联剂为硅烷偶联剂kh550，济南荣广化工有限公司；所述相容剂为abs马来酸酐接枝共聚物kt-3，沈阳科通化学品有限公司；所述的抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯重量比为1：2的混合物；所述制备方法为首先按实验配比称取abs原料、自制复合型抗菌剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂，使用高速混合机预混5分钟，再置于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、冷却、切粒可得抗菌abs材料粒料，其中双螺杆挤出机的长径比为40，挤出机温度设置为一区160℃，二区190℃，三区205℃，四区200℃，五区195℃，六区模头185℃，挤出停留时间为3分钟。实施例1性能测试结果测试项目测试标准空白样实施例1性能比例抗菌率qb/t2591-20030>99％>99％简支梁冲击iso179-2-199720.2319.2995.4％断裂伸长率iso527-2-20122725.7095.2％拉伸强度iso527-2-201262.459.498.9％实施例2本实施例中的无毒环保型抗菌abs材料是由下列原料按重量份组成：abs原料：100份自制复合型抗菌剂：0.5份钛酸酯偶联剂：2份相容剂：3份抗氧化剂：1.2份所述的abs原料为上海高桥8391；所述自制复合型抗菌剂的制备方法为：按重量比10：1.5：100称取纳米二氧化钛粉末(5nm，宣城晶瑞新材料有限公司)、分散剂与去离子水，将纳米二氧化钛粉末与分散剂投入去离子水中，使用强力搅拌器搅拌使其分散均匀，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂ht-5050，之后按纳米二氧化钛重量的15％称取化学纯硝酸铜投入之前的二氧化钛分散液中，通过添加稀硝酸的方式将分散液的ph值调整为3.0，然后在70℃恒温的条件下搅拌(150转/分钟)30分钟，然后用滤纸过滤得到固体物，放入真空烘箱在100℃的条件下烘干2小时，最后放入马弗炉，在600℃的条件下焙烧12小时，得到自制复合型抗菌剂；所述的钛酸酯偶联剂为nhx-130，南京轩浩新材料科技有限公司；所述相容剂为abs马来酸酐接枝共聚物kt-3，沈阳科通化学品有限公司；所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1：2的混合物；所述制备方法为首先按实验配比称取abs原料、自制复合型抗菌剂、偶联剂、相容剂、抗氧化剂，使用高速混合机预混10分钟，再置于双螺杆挤出机中熔融共混挤出、冷却、切粒可得抗菌abs材料粒料，其中双螺杆挤出机的长径比为50，挤出机温度设置为一区180℃，二区215℃，三区230℃，四区225℃，五区220℃，六区模头210℃，挤出停留时间为7分钟。实施例2性能测试结果测试项目测试标准空白样实施例2性能比例抗菌率qb/t2591-20030>99％>99％简支梁冲击iso179-2-199718.618.0396.9％断裂伸长率iso527-2-2012252496.0％拉伸强度iso527-2-201246.546.9100.8％本发明中所使用的自制复合型抗菌剂在合成过程中使用了硝酸锌或者硝酸铜这两种化学试剂，实际上硝酸银与硝酸铁也具有一定程度的替代性，使用硝酸银合成的复合型抗菌剂抗菌性能比较好，但存在掺混入abs材料中易变色发黑的缺点，而使用硝酸铁合成的复合型抗菌剂单位质量抗菌性能不足，需掺混较大量抗菌剂才具有抗菌率>99％的效果，且物理性能损失较大。当前第1页1 2 3 

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除